基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的教學(xué)設(shè)計(第2課時)公開課

1、普通高中課程標準實驗教科書人教版必修2第四章 基因的表達第一節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教學(xué)設(shè)計方曉清 云霄四中【教學(xué)分析】本節(jié)內(nèi)容是在前3章學(xué)習逐步闡明基因的本質(zhì)的基礎(chǔ)上，進一步闡明了基因在生物體內(nèi)是如何起作用的，具體學(xué)習基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。它在教材中起著承前啟后的作用，一方面，是在前3章的基礎(chǔ)上完成的，可以加深學(xué)生對基因及作用機理的認識；另一方面，又為后面基因?qū)π誀畹目刂?、生物的變異和進化進行了必要的知識鋪墊。 【學(xué)情分析 】高一學(xué)生在學(xué)習完必修一和必修二前面三章的基礎(chǔ)上,已經(jīng)學(xué)習了DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制、DNA和RNA的區(qū)別。但是涉及到必修1和必修

2、2中多個章節(jié)內(nèi)容學(xué)生已遺忘，所以存在缺陷，具體表現(xiàn)在：概念、過程不清，獲取信息和綜合分析的能力不足，因此應(yīng)該注意對學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)。教學(xué)中可讓學(xué)生課前預(yù)習，然后在課堂上模擬遺傳信息的翻譯過程，能加深對基因表達的理解和相關(guān)知識的鞏固，學(xué)生的各項能力也得到鍛煉。 【設(shè)計理念】嘗試以問題為主線，貫穿翻譯的整個教學(xué)過程，啟發(fā)學(xué)生逐步深入思考。通過環(huán)環(huán)相扣的問題探討，引導(dǎo)學(xué)生親歷思考與探究過程，通過模型構(gòu)建翻譯的過程，體現(xiàn)學(xué)生的主動性，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習的方式和科學(xué)探究精神，促進他們科學(xué)素養(yǎng)的形成?！窘虒W(xué)目標】知識目標：1概述遺傳信息的翻譯。2概述翻譯發(fā)生的時間、模板、過程。3說明mRNA、tRNA和核糖

3、體在遺傳信息表達過程中的協(xié)作關(guān)系。能力目標：1對圖形、圖表、文字資料進行識讀，并進行模型建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、獲取信息能力、推理能力、想象力以及動手能力和應(yīng)用能力。2運用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生在生物知識背景下的數(shù)學(xué)計算能力。情感目標：1體驗蛋白質(zhì)合成過程的邏輯美、簡約美。2在探究學(xué)習過程中激發(fā)探究興趣，逐漸形成科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度?！局攸c難點】教學(xué)重點：遺傳信息的翻譯過程。教學(xué)難點：遺傳信息的翻譯過程?！窘虒W(xué)方法】啟發(fā)式教學(xué)與探究式教學(xué)相結(jié)合?！窘虒W(xué)準備】1制備flash動畫、多媒體課件和模型教具【教學(xué)流程】mRNA上的堿基序列如何能變成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)呢？m

4、RNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣？的？密碼子的特點：攜帶遺傳信息的mRNA是在核糖體上的，氨基酸是如何進入核糖體的呢？將氨基酸運到核糖體的的“搬運工”是另一種RNAtRNA。tRNA應(yīng)該有什么樣的結(jié)構(gòu)？模型構(gòu)建翻譯蛋白質(zhì)的過程總結(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程【教學(xué)實施】教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖二遺傳信息的翻譯密碼子的推測密碼子的特點轉(zhuǎn)運RNA翻譯的過程基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程導(dǎo)入：通過上節(jié)課的學(xué)習，我們知道，轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程，此過程發(fā)生在細胞核中。轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)，接下來就要進入遺傳信息的翻譯過程，引出翻譯

5、的概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。問：那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？二、遺傳信息的翻譯過渡：堿基的排列順序儲存遺傳信息，mRNA堿基有四種，而構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。四種堿基如何決定20種氨基酸呢？（一） 堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的？如果1個堿基決定一個氨基酸，則只能決定4種氨基酸，如果2個堿基決定一個氨基酸，則可以決定多少種？如果3個堿基決定一個氨基酸呢？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？過渡：上述推測

6、只是破解遺傳密碼過程中的一步。后來，科學(xué)家又通過一步步的推測與實驗，最終破解了遺傳密碼，得知mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基又稱做1個密碼子，科學(xué)家將64個遺傳密碼子編制成下面的密碼子表。請大家查出亮氨酸的密碼子，并分析密碼子有何特點。密碼子的特點：1. 密碼子總數(shù)是64種，但決定氨基酸的密碼子是61種。所有生物的密碼子是相同的。2. 一個密碼子決定一個特定的氨基酸。一個氨基酸可能有多個密碼子。3. 起始密碼子編碼蛋白質(zhì)，終止密碼子不密碼蛋白質(zhì)。請結(jié)合密碼子表，討論下列問題：練習：已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能寫出對應(yīng)

7、的氨基酸序列嗎？過渡：mRNA進入細胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機器核糖體結(jié)合起來，形成合成蛋白質(zhì)的”生產(chǎn)線“?？墒前被崾怯坞x在細胞質(zhì)中，而攜帶遺傳信息的mRNA是在核糖體上的，氨基酸是如何進入核糖體的呢？將氨基酸運到核糖體的的“搬運工”是另一種RNAtRNA。大家思考一下，tRNA應(yīng)該有什么樣的結(jié)構(gòu)？（提示：mRNA的信息要通過tRNA翻譯為相應(yīng)的氨基酸，堿基互補配對原則）tRNA的特點：1. 結(jié)構(gòu)三葉草形，一端攜帶氨基酸，另一端有三個堿基可與mRNA的密碼子配對，叫反密碼子。2. 每種tRNA能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。(二)翻譯家如何翻譯呢？請同學(xué)看圖4-6，模型構(gòu)建翻譯蛋白質(zhì)的過程思考以下

8、幾個問題：1. 每次進入核糖體的氨基酸的個數(shù)。2. 進入核糖體的tRNA與mRNA有何聯(lián)系。3. 兩個氨基酸是如何連接在一起的。4.蛋白質(zhì)的合成場所是哪里？需要哪些條件？（運輸工具、模板、原料、能量）向?qū)W生展示翻譯的動畫和學(xué)生一起歸納：合成場所：核糖體條件：運輸工具tRNA 模板mRNA 原料20種氨基酸 能量ATP 多種酶結(jié)果：通過脫水縮合形成多肽鏈。翻譯的概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯?？偨Y(jié)：（三）比較復(fù)制，轉(zhuǎn)錄和翻譯三個過程的差異： DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所細胞核細胞核核糖體模板DNA雙鏈DNA一條鏈mRNA原料4

9、種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸合成DNA分子mRNA肽鏈特點半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA分子可以與多個核糖體結(jié)合播放基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成全部過程的動畫(四)布置作業(yè)回顧上節(jié)課的內(nèi)容，對比DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，進入這節(jié)課的思考學(xué)生思考并用數(shù)學(xué)中的排列組合來解決問題學(xué)生查密碼子表，并分析密碼子的特點進一步對密碼子進行理解根據(jù)所學(xué)內(nèi)容思考tRNA的結(jié)構(gòu)特點小組模型構(gòu)建翻譯的過程并請代表上臺演示并解說翻譯的過程學(xué)生觀看動畫并理解翻譯的過程對比DNA的復(fù)制，轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，找出異同點，加深對三者的理解導(dǎo)入新課培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力培養(yǎng)學(xué)生的讀表，分析表格的能力。加深結(jié)密碼子表的理解和應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生的思維能力培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、獲取信息能力、推理能力、想象力、動手能力對本節(jié)課的內(nèi)容進行總體的把握.【板書設(shè)計】二、遺傳信息的翻譯（一） mRNA堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系（二） 翻譯蛋白質(zhì)的過程合成場所：核糖體條件：運輸工具tRNA 模板mRNA 原料20種氨基酸 能量ATP 多種酶結(jié)果：通過脫水縮合形成多肽鏈（三） 基因指導(dǎo)蛋